CN106015460A - 无级变速器用金属构件 - Google Patents

Abstract

一种无级变速器用金属构件。本发明提供一种使冲压成形的金属构件的各部分的板厚均匀的技术。在利用模具(40)对已大致成形的金属构件坯材(23′)进行冲压而最终成形为金属构件(23)时，冲压成形后的金属构件(23)在倾斜面(30)的径向内端部的前后方向的板厚，大于与倾斜面(30)的径向内端部相对应的、模具(40)的成形面的前后方向间隔，因此，利用模具(40)冲压的金属构件(23)的材料难以向倾斜面(30)的径向内侧发生变形，能够防止摆棱(29)附近的主体部(24)的板厚相对于耳部(26)的板厚减小，从而使金属构件(23)的各部分的板厚均匀。

Description

无级变速器用金属构件

技术领域

本发明涉及一种无级变速器用金属构件(金属片)，其中，利用模具对已大致成形的金属构件坯材进行冲压成形以最终成形为金属构件，该金属构件具有：一对金属环嵌合槽，其与一对金属环嵌合；颈部，其位于所述一对金属环嵌合槽之间；耳部，其与所述颈部的径向外侧相连；以及主体部，其与所述颈部的径向内侧相连，并形成有支承所述金属环的内周面的座面。在所述主体部的前表面上，藉由沿左右方向延伸的摆棱，形成有径向内侧向后方倾斜的倾斜面。

背景技术

根据专利文献1，已知一种用于带式无级变速器的金属带的金属构件的制造方法，在该制造方法中，利用由主模和副模组成的模具，对已大致成形而形状接近于金属构件制品的形状的金属构件坯材进行冲压成型以最终成形，从而能够在确保模具的耐久性的同时，提高金属构件的摆棱附近的形状的精度。

专利文献1：日本发明专利授权公报特许第4132820号

发明内容

然而，在上述专利文献1所记载的金属构件的制造方法中，正如本说明书的“具体实施方式”中所详述的，在通过冲压成形而最终成形时，金属构件中主体部的比摆棱更靠近径向外侧的部分的板厚略小于耳部的板厚。因此，当在绕挂于主动带轮和从动带轮的金属带的直线部有多个金属构件相互紧密接触而传递驱动力时，上述板厚差可能导致金属带的直线部向径向外侧弯曲，降低驱动力的传递效率。

有鉴于此，本发明的目的在于，使通过冲压成形而成的金属构件的各部的板厚均匀。

本发明的第1方案为，一种无级变速器用金属构件，其中，利用模具对已大致成形的金属构件坯材进行冲压以最终成形为金属构件，金属构件具有：一对金属环嵌合槽，其用于与一对金属环嵌合；颈部，其位于一对金属环嵌合槽之间；耳部，其与颈部的径向外侧相连；以及主体部，其与颈部的径向内侧相连，并形成有对金属环的内周面进行支承的座面，在主体部的前表面上，藉由沿左右方向延伸的摆棱，形成有径向内侧向后方倾斜的倾斜面。最终成形后的金属构件在倾斜面的径向内端部的前后方向的板厚，大于与倾斜面的径向内端部相对应的、模具的成形面的前后方向的间隔。

本发明的第2方案为，根据第1方案所述的无级变速器用金属构件，模具的摆棱成形部的位置，比金属构件坯材的摆棱对应部的位置，更靠近径向外侧。

本发明的第3方案为，根据第1方案或第2方案所述的无级变速器用金属构件，金属构件具有余留部，余留部从倾斜面的径向内端突出并在最终成形后被切除，最终成形后，在模具的成形面与余留部之间存在间隙。

根据第1方案，在利用模具对已大致成形的金属构件坯材进行冲压而最终成形为金属构件时，冲压成形后的金属构件在倾斜面的径向内端部的前后方向的板厚，大于与倾斜面的径向内端部相对应的、模具的成形面的前后方向间隔，因此，利用模具冲压的金属构件的材料难以向倾斜面的径向内侧发生变形，能够防止摆棱附近的主体部的板厚相对于耳部的板厚减小，从而使金属构件的各部分的板厚均匀。

根据第2方案，模具的摆棱成形部的位置比金属构件坯材的摆棱对应部的位置更靠近径向外侧。因而通过在用模具最终成形时使金属构件的主体部的材料向径向外侧发生变形，能够更加切实地抑制主体部的摆棱附近的板厚减小。

根据第3方案，金属构件具有余留部，余留部从倾斜面的径向内端突出并在最终成形后被切除，最终成形后，在模具的成形面与余留部之间存在间隙。因而在最终成形时，通过使产生于金属构件的倾斜面的径向内端部的剩余的材料进入所述间隙，能够防止过度的成形压力导致模具的耐久性降低。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式所涉及的带式无级变速机构的整体结构的图。

图2是本发明的实施方式所涉及的金属带的局部斜视图。

图3是本发明的实施方式所涉及的具有余留部的金属构件的图。

图4是示出本发明的实施方式中金属带绕挂在主动带轮和从动带轮上的状态的图。

图5是示出现有技术中的模具及金属构件坯材的形状的图。

图6是示出现有技术中板厚差随着冲压负载大小而变化的图表。

图7是示出本发明的实施方式中的模具及金属构件坯材的形状的图。

图8是示出本发明的实施方式中板厚差随着冲压负载大小而变化的图表。

图9是示出本发明的实施方式中板厚差随着冲压负载及偏移量大小而变化的图表。

【附图标记说明】

22：金属环；23：金属构件；23′：金属构件坯材；24：主体部；25：颈部；26：耳部；27：金属环嵌合槽；28：座面；29：摆棱；30：倾斜面；33：余留部；40：模具；41d：摆棱成形部；β：间隙。

具体实施方式

下面，参照图1～9对本发明的实施方式进行说明。

图1是示出配备在汽车上的带式无级变速器T的大致结构的图。带式无级变速器T具有与引擎连接的主动轴11和与驱动轮连接的从动轴12，环形的金属带15绕挂于主动带轮13和从动带轮14，其中，主动带轮13设置于主动轴11，从动带轮14设置于从动轴12。主动带轮13具有固定设置于主动轴11的固定侧带轮半体16和能够与该固定侧带轮半体16接触及分离的可动侧带轮半体17，作用于液压室18的液压对可动侧带轮半体17朝固定侧半体16施力。从动带轮14具有固定设置于从动轴12的固定侧带轮半体19和能够与该固定侧带轮半体19接触及分离的可动侧带轮半体20，作用于液压室21的液压对可动侧带轮半体20朝固定侧带轮半体19施力。

如图2及图3所示，金属带15的结构为，在左右的一对金属环22上支承有多个金属构件23。本说明书中，将金属带15的运转方向定义为前后方向的前方，在金属带15绕挂于主动带轮13和从动带轮14的状态下，将主动带轮13及从动带轮14的外周侧定义为径向外侧，将与前后方向及径向垂直的方向定义为左右方向。

从金属板材上剪切下来并冲压成形而成的金属构件23具有：主体部24，其沿左右方向延伸；颈部25，其从主体部24的左右方向中央向径向外侧延伸；以及耳部26，其与颈部25的径向外端连接，呈大致三角形。主体部24、颈部25和耳部26之间形成有一对金属环嵌合槽27，该一对金属环嵌合槽27向左右方向外侧敞开，与金属环22嵌合。主体部24的与金属环嵌合槽27面对的径向外端形成有座面28，金属环22的内周面放置在该座面28上，在与座面28的径向内侧相连的主体部24的前表面上，藉由沿左右方向延伸的摆棱29形成有倾斜面30。

倾斜面30的径向内侧向后方倾斜，由此，主体部24的前后方向的板厚在倾斜面30的范围内向径向内侧逐渐变薄。金属构件23中，主体部24的比摆棱29位于径向外侧的部分、颈部25及耳部26具有大致一定的前后方向板厚，在该一定板厚部分，前后邻接的金属构件23相互接触。另外，位于后侧的金属构件23能够以摆棱29为支点而相对于位于前侧的金属构件23的后表面摆动，据此，金属带15能够绕挂于主动带轮13和从动带轮14。

在金属构件23的主体部24的左右两端形成有带轮抵接面31，该带轮抵接面31抵接于主动带轮13及从动带轮14的V面。另外，在金属构件23的耳部26的前表面上形成有凸部32，该凸部32能够嵌合于形成于耳部26的后表面上的凹部(未图示)。

此外，在结束冲压成型的时刻，在金属构件23上形成有棒状的余留部33，该余留部33从主体部24的倾斜面30的径向内端突出，并在金属构件23完成前被切除(参照图3)。

如图4所示，主动带轮13和从动带轮14沿箭头所示方向转动，绕挂于主动带轮13和从动带轮14的金属带15具有驱动侧的直线部15a和返回侧的直线部15b，驱动侧的直线部15a和返回侧的直线部15b在主动带轮13和从动带轮14之间呈直线状延伸。在驱动侧的直线部15a，邻接的金属构件23相互接触，通过其推压力，从主动带轮13向从动带轮14传递驱动力。

在驱动侧的直线部15a，邻接的前后的金属构件23在主体部24的比摆棱29位于径向外侧的部分、颈部25和耳部26相互接触。而在现有技术的金属构件23中，主体部24的比摆棱29更靠近径向外侧的部分的板厚略薄于耳部26的板厚，因此，该板厚差的累加导致了驱动侧的直线部15a向径向外侧弯曲，存在驱动力的传递效率下降的问题。

下面，对现有技术中的金属构件23中，主体部24的比摆棱29位于径向外侧的部分的板厚之所以薄于耳部26的板厚的理由，进行说明。

图5示出了现有技术的例子，模具40用于对金属构件23的半成品即已大致成形的金属构件坯材23′进行冲压而最终成形为金属构件23。该模具40包括：副模41，其用于成形金属构件23的前表面；以及主模42，其用于成形金属构件23的后表面。主模42的成形面42a基本上为平面，而副模41的成形面具有：平坦的第1成形面41a，其用于成形比摆棱29更靠近径向外侧的部分；平坦的第2成形面41b，其用于成形比摆棱29更靠近径向内侧的倾斜面30；以及平坦的第3成形面41c，其用于成形余留部33。在第1成形面41a和第2成形面41b的边界形成有沿左右方向延伸的摆棱成形部41d。

金属构件坯材23′具有：摆棱对应部29′，其对应于金属构件23的摆棱29；倾斜面对应部30′，其对应于金属构件23的倾斜面30；以及余留部对应部33′，其对应于金属构件23的余留部33。金属构件坯材23′的摆棱对应部29′相对于副模41的摆棱成形部41d向径向内侧偏移了偏移量OS。

主模42的成形面42a与副模41的第1成形面41a及第3成形面41c与径向平行，而副模41的第2成形面41b相对于径向倾斜了倾斜角θ1。金属构件坯材23′的倾斜面对应部30′也相对于径向倾斜了倾斜角θ2，但倾斜面对应部30′的倾斜角θ2设定为大于副模41的第2成形面41b的倾斜角θ1。

利用模具40对金属构件坯材23′进行冲压成形时，在偏移量OS的作用下，金属构件坯材23′的倾斜面对应部30′的材料向径向外侧发生变形，欲以此来阻止主体部24的比摆棱29更靠近径向外侧的部分的板厚降低，但由于在成形后的倾斜面30的径向内端与第2成形面41b之间残存有间隙α，该间隙α使得金属构件坯材23′的倾斜面对应部30′的材料向径向内侧发生变形，因而容易发生主体部24的比摆棱29更靠近径向外侧的部分的板厚比耳部26的板厚薄的情况。

图6表示主体部24的比摆棱29位于径向外侧的部分的左右方向中央部的板厚(主体部板厚)、耳部26的左右两端部的板厚(耳部左右板厚)、以及耳部左右板厚的平均值与主体部板厚之间的板厚差如何随着冲压负载的大小发生变化的情况。由图6明确可知，无论冲压负载的大小如何，耳部左右板厚的平均值与主体部板厚之间的板厚差均较大。

与上述图5的现有技术的例子相比，图7所示的实施方式的金属构件坯材23′中，摆棱对应部29′的位置与现有技术的例子相比更靠近径向内侧，摆棱对应部29′相对于副模41的摆棱成形部41d向径向内侧偏移的偏移量OS，比现有技术的例子中的偏移量要大规定值。

根据本实施方式，通过增加偏移量OS，来使冲压成形时金属构件坯材23′的倾斜面对应部30′附近的变形量(参照图7的(B)中双点划线围住的部分)增加，从而使冲压完成时副模41的第2成形面41b和金属构件23的倾斜面30之间不产生间隙α(参照图5的(B))。这样，由于金属构件坯材23′的倾斜面对应部30′的材料难以向径向内侧发生变形，能够抑制发生主体部24的比摆棱29更靠近径向外侧的部分的板厚比耳部26的板厚薄的情况，以使金属构件23中主体部24的比摆棱29更靠近径向外侧的部分、颈部25和耳部26的板厚均匀。

如上所述，在图5所示现有技术的例子中，金属构件23在倾斜面30的径向内端的前后方向板厚t1，与和倾斜面30的径向内端对应的、副模41和主模42之间的前后方向距离t2相比，小了间隙α的部分。而在图7所示的本实施方式中，由于成形时不会产生间隙α，因而，金属构件23在倾斜面30的径向内端的前后方向板厚t1，与副模41和主模42之间的前后方向距离t2一致。此外，从模具40中取出金属构件23后，由于残余的弹性所致的回弹会使金属构件23的厚度稍微增加，因而最终金属构件23的前后方向板厚t1会稍微大于副模41和主模42之间的前后方向距离t2。

图8示出了在偏移量OS比现有技术的例子中增加了规定值的本实施方式中，主体部板厚、耳部左右板厚、以及耳部左右板厚的平均值与主体部板厚之间的板厚差会根据冲压负载的大小发生怎样的变化。由图8明确可知，根据本实施方式，无论冲压负载的大小如何，均能够使金属构件23的板厚差比图6所示的现有技术的例子大幅度减小。

图9中(A)及(B)示出了耳部左右板厚的平均值与主体部板厚之间的板厚差会随着偏移量OS及冲压负载的大小发生怎样的变化。由图9明确可知，根据本实施方式，通过使偏移量OS比现有技术的例子增加规定值，使得无论冲压负载的大小如何，均能够缩小耳部左右板厚的平均值与主体部板厚之间的板厚差，而且可知所述板厚差会随着偏移量OS的增加而减小。

然而，在金属带15绕挂在主动带轮13和从动带轮14的位置，金属构件23的左右的带轮抵接面31、31被夹持于主动带轮13及从动带轮14的V面，仔细观察该状态下的金属构件23，其以左右方向中央部向径向外侧略微突出的方式弯曲为圆弧状，因而存在驱动力传递效率下降的问题。这种金属构件23的弯曲倾向在冲压后的金属构件23的主体部24的径向外侧部分(靠近座面28、28的部分)和径向内侧部分(靠近摆棱29的部分)之间的板厚差较大时较为明显，并且即使板厚差相同，当摆棱29的位置较靠近座面28、28时，该倾向尤其明显。

因此，在金属构件23中摆棱29的位置靠近座面28、28时，为了防止该弯曲以确保驱动力的传递效率，金属构件23的板厚管理尤其重要。

另外，在图7中，在冲压成形金属构件23时，在金属构件23的余留部33和副模41的第3成形面41c之间形成有间隙β。本实施方式中，金属构件23的倾斜面30和副模41的第2成形面41b之间没有如现有技术的例子那样形成间隙α(参照图5)，因此，当长期使用模具40时，用于成形倾斜面30的径向内端的副模41的角部41e可能会因承受较大的负载而损坏。然而，通过使倾斜面30的材料的一部分进入形成于金属构件23的余留部33和副模41的第3成形面41c之间的间隙β，能够防止副模41的角部41e承受过大的负载，从而提高模具40的耐久性。

此外，与金属构件23的主体部24连接的余留部33最终会被切断而脱离主体部24。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不局限于此，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行各种设计变更。

例如，本发明的偏移量OS优选比现有技术的例子的偏移量OS增加0.6mm左右，但该优选增加量应随着金属构件23的尺寸变化而变化，随着金属构件23的尺寸的增加，该优选增加量也相应变大。

Claims (3)

1.一种无级变速器用金属构件，其中，利用模具(40)对已大致成形的金属构件坯材(23′)进行冲压以最终成形为金属构件(23)，所述金属构件(23)具有：

一对金属环嵌合槽(27)，其用于与一对金属环(22)嵌合；

颈部(25)，其位于所述一对金属环嵌合槽(27)之间；

耳部(26)，其与所述颈部(25)的径向外侧相连；以及

主体部(24)，其与所述颈部(25)的径向内侧相连，并形成有对所述金属环(22)的内周面进行支承的座面(28)，

在所述主体部(24)的前表面上，藉由沿左右方向延伸的摆棱(29)，形成有径向内侧向后方倾斜的倾斜面(30)，

所述无级变速器用金属构件的特征在于，

最终成形后的所述金属构件(23)在所述倾斜面(30)的径向内端部的前后方向的板厚，大于与所述倾斜面(30)的径向内端部相对应的、所述模具(40)的成形面的前后方向的间隔。

2.根据权利要求1所述的无级变速器用金属构件，其特征在于，

所述模具(40)的摆棱成形部(41d)的位置，比所述金属构件坯材(23′)的摆棱对应部(29′)的位置，更靠近径向外侧。

3.根据权利要求1或2所述的无级变速器用金属构件，其特征在于，

所述金属构件(23)具有余留部(33)，所述余留部(33)从所述倾斜面(30)的径向内端突出并在最终成形后被切除，

最终成形后，在所述模具(40)的成形面与所述余留部(33)之间存在间隙(β)。